JPS61167571A

JPS61167571A - 熱ヘツド

Info

Publication number: JPS61167571A
Application number: JP60202271A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Nagano; 克人長野; Yukio Asakawa; 浅川　幸雄; Takeshi Nakada; 剛中田; Kazuo Tanaka; 和雄田中; Shozo Sasa; 笹　省三
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1985-09-12
Filing date: 1985-09-12
Publication date: 1986-07-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、基板上に、蓄熱用層を介して、半導体で形成
された発熱用抵抗体層が形成され、その発熱用抵抗体層
上に、金属電極がオーミックに附されている構成を有す
る熱ヘッドに関する。

基板上に、蓄熱用層を介して、発熱用抵抗体層が形成さ
れ、その発熱用抵抗体層上に、金属電極゛がオーミック
に附されている構成を有する熱ヘッドは、その発熱用抵
抗体層を、金属電極を介して通電させることによって発
熱させ、その熱を、感熱紙に与えることによって、その
感熱紙を発色させ、その発色による記録を得る、という
場合に適用される。

従来のこのような熱ヘッドは、印刷用熱ヘッドに適用さ
れている場合、次の構成を有するのが普通である。

すなわち、第１図に示すように、基板１上に、蓄熱用層
２を介して発熱用抵抗体層３が形成され、一方、この発
熱用抵抗体層３上に、一対の金属電極４及び５が、所要
の間隔を保って、オーミックに附されている。

また、発熱用抵抗体層３の金属電極４及び５間の領域上
に、保護用層６が附されている。この場合、保護用層６
は、金属電極４及び５上にも延長している。

以上が、印刷用熱ヘッドに適用されている、従来の熱ヘ
ッドの普通の構成である。

このような構成を有する熱ヘッドは、その発熱用抵抗体
層３に、金属電極４及び５を介して、通電させれば、そ
の発熱用抵抗体層３を、金属電極４及び５間の領域にお
いて発熱させることができる。そして、その熱を、保護
用層６を介して、その保護用層６に相対的に摺接する感
熱紙７に与えることができる。

ところで、第１図で上述した熱ヘッドにおいて、従来は
、発熱用抵抗体層３に通電させて、その発熱用抵抗体層
３を発熱させている状態から、その通電状態を断とした
場合に、これに速やかに応答して、発熱用抵抗体層３か
ら感熱紙７側に向かう熱を、速やかに消失させることを
考慮して、基板１が、比較的高い熱伝導率を有する、例
えばアルミナで作られているのが普通である。

また、発熱用抵抗体層３からの熱に十分耐えられること
と、発熱用抵抗体層３に対する非通電状態から、発熱用
抵抗体層３に通電させた場合に、発熱用抵抗体層３から
感熱紙７側に向う熱が速やかに得られることとを考慮し
て、蓄熱用層２が、基板１に比し低い熱伝導率を有する
、例えば所謂グレーズガラスで、所要の厚さに、形成さ
れているのが普通である。

さらに、発熱用抵抗体Ｗ！４３自身が、連続的にまたは
間欠的に、例えば３００〜５００℃の所要の高熱度で発
熱することによって、抵抗値が、所期値より変化するよ
うなことがないことと、発熱用抵抗体層３自身が、所期
の発熱特性を有するものとして容易に形成されることと
を考慮して、発熱用抵抗体層３が、例えば、スパッタリ
ング法によって形成された窒化タンタル、真空蒸着法に
よって形成されたニクロム、酸化ルテニウム焼結体で形
成されているのが普通である。

なおさらに、発熱用抵抗体層３からの熱に十分耐え得る
ことと、金属電極４及び５を介して発熱用抵抗体層３に
通電するときに、その通電によって不必要に発熱するこ
とのないようにすることと、発熱用抵抗体層３とのオー
ミンクな連結が良好になされることとを考慮して、金属
電極４び５が、例えば、タングステン、モリブデン、チ
タンなどの高融点金属で形成されているのが普通である
。

また、発熱用抵抗体層３からの熱に十分耐え得ることと
、発熱用抵抗体層３が外気に直接触れた場合に、それが
酸化されて発熱用抵抗体層３の発熱特性が経時変化する
のを回避させることと、発熱用抵抗体層３乃至金属電極
４及び５が、直接、感熱Ｍ１７と相対的に摺接した場合
に、それらが不必要に摩耗するのを回避させることとを
考慮して、保護用層６が、例えば、五酸化タンタルで形
成されいるのが普通である。

このような印刷用熱ヘッドの場合、その発熱用抵抗体層
３は、上述したように、例えばスパッタリング法によっ
て形成された窒化タンタル、真空蒸着法によって形成さ
れたニクロム、酸化ルテニウム焼結体で形成されている
が、発熱用抵抗体層３が、スパッタリング法によって形
成された窒化タンタルで形成されている場合、発熱用抵
抗体Ｈ３を、所期の抵抗値を有するものとして形成する
のに困難を伴なう。その理由は、一般に、スパッタリン
グ法によって、窒化タンタルでなる層を、所要の厚さに
、均質に形成するのに多くの困難を伴なうからである。

このため、発熱用抵抗体層３を、所期の発熱特性を有す
るものとして形成するのに困難を伴なうと共に、発熱用
抵抗体層３を通電によって発熱させた場合に、発熱用抵
抗体層３の表面が、酸化し、このため、発熱用抵抗体層
３の抵抗値が、所期の値から変化する。その結果、発熱
用抵抗体層３が、所期の発熱特性から変化する、という
恐れを有する。

また、発熱用抵抗体層３が真空蒸着法によって形成され
たニクロムで形成されている場合、発熱抵抗体層３を所
期の抵抗値を有するもの、従って所期の発熱特性を有す
るものに形成するのに困難を伴なう。その理由は、一般
に、ニクロムは、その比抵抗が比較的小であるので、発
熱用抵抗体層３の厚さが、極めて薄くならざるを得ない
からである。

さらに、発熱用抵抗体層３が酸化ルテニウム焼結体で形
成されている場合、発熱用抵抗体層３を、所期の抵抗値
を有し、従って所期の発熱特性を有し、しかも、大きな
面積を占めることなしに形成するのに困難を伴なう。そ
の理由は、一般に、酸化ルテニウム焼結体を、微細な形
状に、精度良く形成するのに多くの困難を伴なうからで
ある。

このように、従来の熱ヘッドにおいては、その発熱用抵
抗体層が、連続的にまたは間欠的に高温度で発熱するこ
とによる熱によって、抵抗値が初期値から変化、するこ
とを回避させるように、且つ発熱用抵抗体層自身が所期
の発熱特性を有するものとして容易に形成されるように
形成されているとしても、上述したように、発熱用抵抗
体層を、所期の抵抗値を有し、従って所期の発熱特性を
有するものとして、しかも大きな面積を占めることなし
に、形成するに困難を伴なうものであったり、発熱用抵
抗体層自身の発熱にもとずく発熱用抵抗体層の表面の酸
化によって、発熱用抵抗体層の抵抗値、従って発熱特性
が、所期のそれから変化する恐れを有するものであった
りする欠点を有していた。

以上に鑑み、本発明者などは、上述した熱ヘッドを基礎
とするが、上述した欠点のない、新規な熱ヘッドを提案
せんとするに到った。

その熱ヘッドを、印刷用熱ヘッドに適用した場合の、そ
の印刷用熱ヘッドの一例で述べれば、第２図を伴なって
以下述べるとおりである。

第２図において、第１図との対応部分には同一符号を附
し詳細説明は省略する。

第２図に示す印刷用熱ヘッドの一例は、第１図で上述し
た構成において、その発熱用抵抗体層３が、多結晶シリ
コンでなる半導体で形成されている発熱用抵抗体１１３
によって置換されていることを除いて、第１図の場合と
同様の構成を有する。

この場合、発熱用抵抗体層１３は、その上に附された金
属電極４及び５間でみて、所期の抵抗値が得られるよう
に、所要の比抵抗を有し、且つ所要の厚さを有する多結
晶シリコンでなる半導体で形成されていることは勿論で
ある。また、多結晶シリコンでなる半導体には、それが
所要の比抵抗を有しているように、例えば燐のような、
導電性を与える不純物を、所要量含んでいるか、または
含ませ得る。

以上が、本発明者などによって提案された、新規な熱ヘ
ッドの適用された印刷用熱ヘッドの一例構成である。

このような印刷用熱ヘッドの構成は、第１図で上述した
印刷用熱ヘッドにおいて、その発熱用抵抗体層３が、多
結晶シリコンでなる半導体で形成された発熱用抵抗体層
１３によって置換されてなることを除いて、第１図の場
合と同様である。

このため、第１図の場合と同様に、金属電極４及び５を
介して、発熱用抵抗体層１３に通電させれば、発熱用抵
抗体層１３の金属電極４及び５間の領域が発熱し、その
熱を、保護用層６を介して、これと相対的に摺接づる感
熱紙７に与えることができる。

従って、印刷用熱ヘッドとしての機能が得られる。

しかしながら、発熱用抵抗体層１３が、多結晶シリコン
でなる半導体で形成されているので、その発熱用抵抗体
層１３が、連続的にまたは間欠的に高温度で発熱するこ
とによる熱によって、抵抗値が所期値から変化すること
を回避することと、発熱用抵抗体層１３自身が所期の発
熱特性を有するものとして容易に形成されることとを考
慮して、構成されている、ということができる。

また、発熱用抵抗体層１３を、第１図で上述した困難を
伴なうことなしに形成し得るとともに、発熱用抵抗体層
１３の抵抗値、従って発熱特性が、発熱用抵抗体層１３
自身の発熱にもとずき、所期の発熱特性から変化する恐
れを有しない、などの大なる特徴を有する。

すなわち、発熱用抵抗体層１３が、多結晶シリコンでな
る半導体で形成されているので、その発熱用抵抗体層１
３を、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などに
よって、所要の厚さ及び形状、所要の比抵抗を有するも
のに、容易に形成し得る。

例えば、発熱用抵抗体１１３を、ＣＶＤ法によって形成
する場合、通常の気相成長装置を用い、そして、その装
置内に、発熱用抵抗体層１３、金属電極４及び５及び保
護用層６が存せず、蓄熱用層２のみをその上に形成して
いる状態の基板１を配し、そして、その基板１の温度を
、７００℃〜１０００℃とした状態で、装置内に、水素
またはヘリウムでなるキャリアガスを用いて、シランＳ
ｉＨ４を供給せしめ、そのシランｓ；　Ｈ４を装置内で
熱分解させることによって、発熱用抵抗体層１３を形成
し得る。この場合、シランＳｉ　Ｈ４の供給量（モル７
分）に対する多結晶シリコンの形成（成長）速度（μｌ
／分）の関係が、第３図に示すように、直線性を有する
ので（但し、基板１の温度が９００℃である場合）、発
熱用抵抗体１！ｆ１３を所要の精密な厚さで、しかも短
時間で容易に得ることができる。

因みに、蓄熱用Ｊ１ｉｉｉ２が、長石８２％、５ｉＯ２
１２，５％、ＣａＣＯ３２，９％、カオリン２．６％の
成分からなる１０００℃以上の軟化点を有する高融点グ
レーズガラスで形成されている場合、基板１の温度を、
９００℃としたところ、発熱用抵抗体層１３を、２％以
下の誤差で、数１００人〜数μ蒙の範囲の所要の厚さに
、１０〜１５分程度の短かい時間で得ることができた。

また、発熱用抵抗体層１３を、上述したように、通常の
気相成長装置を用いてＣＶＤ法によって形成する場合、
装置内に、シランＳｉＨ４と共に、導電性を与える不純
物となる燐、砒素、硼素などの成分を有せしめれば、発
熱用抵抗体層１３が、導電性を与える不純物の導入され
たものとして得られる。この場合、不純物となる成分を
、ＳｉＨ４と同様に、キャリアガスを用いて、装置内に
供給させれば、その不純物の供給を制御することによっ
て、装置内での不純物となる成分の量を、容易に制御し
得る。従って、発熱用抵抗体層１３に導入された不純物
の量を、容易に制御し得る。よって、発熱用抵抗体層１
３を、所要の比抵抗、従って所期の抵抗値を有するもの
として、容易に得ることができる。因みに、不純物とな
る成分を、Ｓ　＋　Ｈａと同様に、キャリアガスを用い
て装置内に供給させるとして、その不純物となる成分が
燐となるように、ホスフィンＰＨ３を装置内に供給した
場合、そのホスフィンＰＨ３の供給量（モル７分）に対
する多結晶シリコンの比抵抗（Ω・ｃｉ）の関係が、第
４図に示すようであったことにより、発熱用抵抗体！１
ｉ１３を、１０−ＩΩ・Ｃ１〜１Ω・ＣＩの範囲の所要
の比抵抗を有するものとして、容易に得ることができた
。

また、発熱用抵抗体層１３が、多結晶シリコンでなる半
導体で形成されているので、発熱用抵抗体層１３の抵抗
値、従って発熱特性が、発熱用抵抗体層１３自身の発熱
にもとすき、所期の発熱特性から変化する恐れを有しな
い。因みに、基板１がアルミナで７００μｍの厚さに形
成され、また、蓄熱用ＷＩ２が上述したように例えば長
石８２％、Ｓｉ　０２１２．５％、ＣａＣＯ３２，９％
、カオリン２．６％の成分からなる高融点グレーズガラ
スで形成され、さらに、発熱用抵抗体層１３が、上述し
たように、ＣＶＤ法によって燐の導入された多結晶シリ
コンでなる半導体によって、比抵抗が３×１０−１Ω・
ｃｍの値を有し、且つ金属電極４及び５間でみた抵抗が
２０００の値を有するものとして形成され、さらに、金
ＩｉＩ電極４及び５が、真空蒸着法によって形成された
タングステンによって、１゜５μｍの厚さに形成され、
また保護用層６が、ＣＶＤ法によって、燐・硼素化合物
によって、１．５〜２．０μ磯の厚さに形成されている
場合において、発熱用抵抗体層１３の発熱を、間欠的に
繰り返して行なった場合の発熱用抵抗体層１３の金属電
極４及び５間でみた抵抗値の変化を、発熱用抵抗体層１
３の発熱特性としてみたとき、第５図に示すように、そ
の間欠的な発熱を、１０’回、各回において感熱紙７上
で、約４５０℃の温度が得られるように、２ｍ秒の通電
を行って得ても、発熱用抵抗体層１３の抵抗値の変化が
、このような発熱がなされなかった場合に対して、５％
程度以下であった。

さらに、発熱用抵抗体層１３が多結晶シリコンでなる半
導体で形成されているので、その発熱用抵抗体層１３を
、上述したようにホスフィンＰＨ３を用いたＣＶＤ法に
よって、燐の不純物の導入されたものとして容易に形成
し得るものである。この場合、燐の不純物の導入量を、
比抵抗が５×１０−１Ω・ＣＩ以下のような十分低いも
のとして得られるに十分な丈は多くすれば、発熱用抵抗
体層１３が、３００１）ｌ）ｌ／”Ｃ程度の正の温度係
数を有するものとして得られるので、発熱用抵抗体層１
３が発熱した場合に、その熱によって発熱用抵抗体層１
３自身の発熱特性が劣イヒせんとするが、それが阻止さ
れるとともに、このように燐の不純物の導入量を、比抵
抗が５×１０−１Ω・０１ｍ以下のような十分低いもの
として得られるに十分な丈は多（すれば、発熱用抵抗体
Ｊ１１３の厚さを比較的薄くし得るので、発熱用抵抗体
層１３を、微細に、しかも熱歪の生じ難いものとして得
ることができるなどの大なる特徴を有する。

以上で、本発明者などによって提案された、新規な熱ヘ
ッドを適用した印刷用熱ヘッドの構成、及びその優れた
特徴が明らかとなった。

このような本発明者などによって提案された、新規な熱
ヘッドを適用した印刷用熱ヘッドにおいて、その金属電
極４及び５は、前述したように、それら自身が、発熱用
抵抗体層１３からの熱に十分耐え得られることと、それ
ら金属電極４及び５を介しての発熱用抵抗体層１３への
通電時に、その通電によって不必要に発熱することがな
いことと、発熱用抵抗体層１３へのオーミックな連結が
良好になされることとを考慮して、例えば、タングステ
ン、モリブデン、チタンなどの高融点金属で形成されて
いるものである。

しかしながら、金属電極４及び５が、発熱用抵抗体層１
３に附されているため、その金属電極４及び５が発熱用
抵抗体層１３の発熱によって加熱され、これによって、
金属電極４及び５がタングステンまたはモリブデン若し
くはチタンで一層に形成されている場合、その金属電極
４及び５を構成しているタングステンまたはモリブデン
若しくはチタンが、発熱用抵抗体Ｂ１３を構成してる多
結晶シリコンでなる半導体と反応して、発熱用抵抗体１
１１３の金属電極４及び５下の領域に、タングステン・
半導体化合物またはモリブデン・半導体化合物若しくは
チタン・半導体化合物が生成する。このため、金属電極
４及び５が、発熱用抵抗体Ｍ１３に、オーミックに附さ
れている構成が崩れて、金属電極４及び５が、発熱用抵
抗体層１３に、ノンオーミックに附されていると同様の
構成となったりする。その結果、金属電極４及び５が劣
化し、且つこのため、金属電極４及び５間でみた発熱用
抵抗体１１１３の発熱特性が、所期のそれから変化する
恐れを有する。

また、保護用層６は、それが金属電極４及び５を覆って
いるという機械的構成を有しているので、金属電極４及
び５が形成されて後に形成される。このため、保護用層
６を、上述した例えば五酸化タンタルで形成するとして
、その保護用層６が、金属電極４及び５が加熱される態
様で形成される場合、その金属電極４及び５が加熱され
ることによって、上述したと同様に、金属電極４及び５
がタングステンまたはモリブデン若しくはチタンで一層
に形成されている場合、その金属電極４及び５を構成し
ているタングステンまたはモリブデン若しくはチタンが
発熱用抵抗体層１３を構成している多結晶シリコンでな
る半導体と反応する。その結果、金Ｒ電極４及び５が劣
化し、且つこのために、金属電極４及び５聞でみた発熱
用抵抗体層１３の発熱特性が、所期の発熱特性より変化
する恐れを有する。

よって、本発明は、上述した本発明者などによって提案
された、新規な熱ヘッドを適用した印刷用熱ヘッドに適
用した場合に、上述した恐れを有効に回避し得るという
、新規な熱ヘッドを提案せんとするもので、以下、本発
明の実施例を訂述するところから明らかとなるであろう
。

第６図は、本発明による熱ヘッドを、上述した本発明者
などによって提案された、新規な熱ヘッドを適用してい
る印刷用熱ヘッドに適用した場合の、その印刷用熱ヘッ
ドの一例を示す。

第６図において、第２図との対応部分には、同一符号を
附して詳細説明を省略する。

第６図に示す印刷用熱ヘッドの一例は、第２図で上述し
た構成において、次の事項を除いて、第２図で上述した
構成と同様の構成を有する。

ただし、多結晶シリコンでなる半導体で形成されている
発熱用抵抗体層１３が、第２図を伴なって上述したよう
に、ＣＶＤ法によって、７００℃〜１０００℃というア
ルミニウムの融点よりも高い温度で形成されている。

すなわち、金属電極４及び５が、スパッタリング法また
は真空蒸着法によって形成された、多結晶シリコンでな
る発熱用抵抗体層１３側のアルミニウムでなる層２１ａ
と、同様にスパッタリング法または真空蒸着法とよって
形成された、層２１ａ上のタングステンまたはモリブデ
ンでなる層２１ｂとの２層構成でなる。

また、発熱用抵抗体層１３の層２１ａ下の領域と、層２
１ｂの層２１ａ上の領域とに、層２１ａ側から、それを
構成しているアルミニウムが拡散している領域２２及び
２３を形成している。

なお、層２１ａは１００〜２０００への厚さを有し、ま
た層２１ｂは、例えば１０００Å以上の厚さに形成し得
る。

また、領域２２は、層２１ａの形成時、その層２１ａが
発熱用抵抗体層１３の加熱状態で形成されることによっ
て形成し得る。また、領域２２は、層２１ａの形成後、
層２１ｂの形成時、その層２１ｂが、層２１ａ及び発熱
用抵抗体層１３の加熱状態で形成されることによって形
成し得る。ざらに、領域２２は、層２１ｂの形成後、保
護用層６の形成時、保護層用６が、゛層２１ａ及び発熱
用抵抗体層１３の加熱状態でなされることによっても、
形成し得る。

さらに、領ｔｉｉ！２３は、層２１ｂの形成時、その層
２１ｂが層２１ａの加熱状態でなされることによって形
成し得る。また、領域２３は、層２１ｂの形成後、保護
用層６の形成時、その保護用層６が、層２１ａ及び２１
ｂの加熱状態でなされることによって形成し得る。

以上が本発明による熱ヘッドの適用された、印刷用熱ヘ
ッドの一例構成である。

このような印刷用熱ヘッドの構成は、第２図で上述した
構成において、その金属電極４及び５が、スパッタリン
グ法または真空蒸着法によって形成された、発熱用抵抗
体層１３側のアルミニウムでなる層２１ａと、同様に、
スパッタリング法または真空蒸着法によって形成された
、１ｉ２１ａ上のタングステンまたはモリブデンでなる
層２１ｂとの２層構成でなり、また２発熱用抵抗体層１
３の層２１ａ下の領域と、層２１ｂの層２１ａ上の領域
とに、層２１ａ側から、それを構成せるアルミニウムが
拡散していることを除いては、第２図の場合と同様の構
成を有する。

このため、発熱用抵抗体層１３に金属電極４及び５を介
して通電させれば、発熱用抵抗体層１３の金属電極４及
び５間の領域が発熱し、その熱を、保護用層６を介して
、これと相対的に摺接する感熱紙７に与えることがとで
きる。

従って、印刷用熱ヘッドとしての機能が得られる。

しかしながら、この場合、金属電極４及び５が、発熱用
抵抗体層１３側のアルミニウムでなる＠２１ａと、この
層２１ａ上のタングステンまたはモリブデンでなる１Ｆ
２１ｂとでなり、また発熱用抵抗体層１３の層２１ａ下
の領域と、層２１ｂの層２１ａ上の領域とに、層２１ａ
側から、それを構成せるアルミニウムが拡散している構
成を有する。このため、金属電極４及び５が、発熱用抵
抗体層１３に附されているために、発熱用抵抗体層１３
の発熱によって加熱されても、また保護用層６が金属電
極４及び５を覆っているという機械的構成であることの
ために、金ｊＫＩ極４及び５が形成されて後に形成され
、そして、その保護用層６が、金属電極４及び５が加熱
される態様で形成されるために、その金属電極４及び５
が加熱されても、金属電極４及び５が発熱用抵抗体層１
３にオーミックに附されている構成が崩れて、金属電極
４及び５が発熱用抵抗体層１３にノンオーミックに附さ
れていると同様の構成となったりする、ということがな
い。

従って、金属電極４及び５が劣化したり、またこのため
に、金属電極４及び５間でみた発熱用抵抗体層１３の発
熱特性が、所期のそれから変化したりするという恐れが
ない、という大なる特徴を有する。

このことは、金属電極４及び５を構成している１Ｉ２１
ｂが、タングステンまたはモリブデンで形成されている
としても、その層２１ｂが、アルミニウムで形成された
！２１ａを介して、発熱用抵抗体層１３上に配している
ことのために、１２１ｂを構成しているタングステンま
たはモリブデンが、発熱用抵抗体層１３を構成している
多結晶シリコンでなる半導体と反応することがなく、従
って、第２図で前述したように、タングステン・半導体
化合物、またはモリブデン・半導体化合物が生成される
ことがないこと、金属電極４及び５ｆｌｌに印加する電
圧■に対する、これら金属電極４及び５を流れる電流■
との関係をみたとき、その電圧Ｖ対電流■の特性が、電
流１の大なる範囲において、第７図に示すように、直線
で得られたことにより確認された。

但し、第７図に示す電圧Ｖ対電流【の特性は、発熱用抵
抗体層１３が、比抵抗１０−２〜１０−３Ω・ｃｍを有
するＰ型及びＮ型のいづれかでなる多結晶シリコンで形
成されている場合の実測結果である。

なお、上述においては、保護用層６が、発熱用抵抗体層
１３が直接外気に触れた場合に、それが不必要に酸化さ
れることから回避させることと、発熱用抵抗体層１３乃
至金属電極４及び５が、直接、感熱紙７と相対的に摺接
した場合にそれらが摩耗されることから回避させること
とを考慮して、形成されている構成の印刷用熱ヘッドに
、本発明を適用した場合を述べた。

しかしながら、詳細説明は省略するが、第２図に対応し
ている第８図に示すように、保護用Ｍ６が、発熱用抵抗
体層１３が直接外気に触れた場合に、それが不必要に酸
化されることから回避させることを考慮して形成された
、例えば厚さ３０００〜７０００へのＳｉＯ２で形成さ
れた酸化防止層６ａと、この層６ａ上に、この層６ａを
含めて発熱用抵抗体層１３乃至金属電極４及び５が直接
感熱紙７と相対的に摺接した場合に、それらが不必要に
摩耗されることから回避させることと考慮して形成され
た、耐摩性を有する、例えば厚さ１．５〜２．０μｍの
燐・硼素化合物で形成された層６ｂとでなる構成を有す
る印刷用熱ヘッドに、本発明を適用とすることもできる
。

また、上述した熱ヘッドの場合、その蓄熱用層２は、上
述したように、発熱用抵抗体層１３からの熱に十分耐え
ることと、発熱用抵抗体層１３への非通電状態から、そ
の発熱用抵抗体層１３への通電をなした場合に、これに
速やかに応答して、発熱用抵抗体層１３からの感熱紙７
への熱が得られることを考慮して、基板１に比し小なる
熱伝導率を有する、例えば所謂グレーズガラスを以って
所要の厚さに形成されているものである。

しかしながら、その蓄熱用１２が、発熱用抵抗体層１３
に直接連接しているため、その蓄熱用Ｈ２が、発熱用抵
抗体層１３の発熱によって加熱され、これによって蓄熱
用層２が、これに含まれている一部成分を、発熱用抵抗
体層１３に、不純物として導入させる不純物拡散源とし
て作用する。このため、発熱用抵抗体層１３に、蓄熱用
層２に含まれている一部成分が導入され、その結果、発
熱用抵抗体層１３が、所期の発熱特性から変化する恐れ
を有する。例えば、蓄熱用層２が、上述したように、グ
レーズガラスで構成されている場合、そのグレーズガラ
スが、ＳｉＯおよびＡｌ２Ｏ３を主成分とし、それにＮ
ａ、に、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｂ、Ｐｂ、ｚｎ、な
どの添加物が添加されているアルミナ珪酸ガラス、硼珪
酸ガラス、鉛珪酸ガラスなどでなるため、蓄熱用層２が
、いま述べた添加物を、発熱用抵抗体層１３に、不純物
として導入させる不純物拡散源として作用して、発熱用
抵抗体層１３が、所期の発熱特性より変化する恐れを有
する。

また、発熱用抵抗体層１３は、蓄熱用層２上に形成され
ているという機械的構成のために、蓄熱用Ｗ！Ｊ２が形
成されて後に形成されるのが普通である。このため、発
熱用抵抗体１１１３を、例えば上述したように、ＣＶＤ
法によって形成された多結晶シリコンで形成するとして
も、その発熱用抵抗体層１３が、蓄熱用層２が加熱され
る態様で形成され、一方、蓄熱用層２が、発熱抵抗体層
１３に、直接連接していることのために、発熱用抵抗体
層１３の形成時、蓄熱用層２が、上述したように、発熱
用抵抗体層１３に対する不純物拡散源として作用し、よ
って、発熱用抵抗体Ｈ１３を、所期の発熱特性を有する
ものとして形成するのに困難を伴う。

さらに、金属電極４及び５、及び保護用層６は、それら
が発熱用抵抗体ｆｆ１ｌａ上に形成されているという機
械的構成のために、発熱用抵抗体層１３が形成されて後
に形成されるのが普通である。一方、発熱用抵抗体層１
３が、上述したように、蓄熱用ＪＩ２が形成されて後形
成されるのが普通である。このため、金属電極４及び５
、及び保護用層６が、蓄熱用層２が加熱される態様で形
成される場合、蓄熱用層２が、発熱用抵抗体層１３に連
接していることのために、金属電極４及び５、及び保護
用層６の形成時、蓄熱用層２が、上述したように、発熱
用抵抗体層１３に対する不純物拡散源として作用し、よ
って金Ｒ電極４及び５、及び保護用層６の形成によって
、発熱用抵抗体層１３が所期の発熱特性より変化してい
るものとして得られる、という恐れを有する。

このため、本発明は、これを第９図に示すように、結果
的にみて、第６図で上述した構成において、その蓄熱用
層２及び発熱用抵抗体層１３間に、蓄熱用層に含まれて
いる不純物が発熱用抵抗体層１３へ導入されるのを阻止
するための不純物導入阻止層１１が介入されていること
を除いては、第６図の場合と同様の構成に適用して好適
である。

このようにすれば、発熱用抵抗体層１３に関する上述し
た欠点乃至恐れが、有効に回避される。

なお、この場合、不純物導入阻止層１１は、もちろん、
電気的絶縁性を有する材料で形成されているが、蓄熱用
層２が、例えばグレーズガラスで形成され、そして、そ
のグレーズガラスが、例えばＳｉＯ及びＡｌ２Ｏ３を主
成分とし、それにその３％のＣａｂ、１０％のに、、Ｏ
。

及び２％のＮａ２Ｏが添加物として添加されている耐熱
性アルミナ珪酸ガラスであるとした場合、スパッタリン
グ法、ＣＶＤ法などによって形成された、例えばＳｉＯ
２で、例えば２０００＾の厚さに形成される。

さらに、上述においては、本発明を、基板上に、蓄熱用
層を介して、多結晶シリコンでなる半導体で形成された
発熱用抵抗体層が形成され、その発熱用抵抗体層上に、
金属電極がオーミックに附されている構成を有づ−る熱
ヘッドに適用した場合について、述べた。

しかしながら、熱ヘツド以外の、要は抵抗体層としての
半導体層上に、金属電極がオーミックに附されている構
成を有する種々の半導体装置にも、本発明を適用し得る
。

なお、本発明において、金属電極が半導体層側のアルミ
ニウムでなる第１の層としている、その第１の層は、ア
ルミニウムのみでなるという限定された意味を有するも
のでなく、アルミニウムが拡散されている半導体、例え
ば多結晶シリコンでなる層をも、アルミニウムでなる第
１の層と称されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による熱ヘッドの適用されていない、
従来の熱ヘッドの適用された印刷用熱ヘッドを示す路線
的断面図である。第２図は、本発明による熱ヘッドの適用されていない、
本発明者などによって提案された熱ヘッドの適用された
印刷用熱ヘッドの一例を示す路線的断面図である。第３図は、第２図に示す印刷用熱ヘッドの発熱用抵抗体
層を、多結晶シリコンで形成する場合の、その説明に供
するシランの供給量に対する多結晶シリコンの成長速度
の関係を示す曲線図である。第４図は、同様の説明に供するホスフィンの供給間に対
する多結晶シリコンの比抵抗の関係を示す曲線図である
。第５図は、第２図に示されている印刷用熱ヘッドの発熱
用抵抗体層の発熱特性を示す曲線図である。第６図は、本発明による熱ヘッドを、印刷用熱ヘッドに
適用した場合の、その印刷用熱ヘッドの一例を示す路線
的断面図である。第７図は、第６図に示す印刷用熱ヘッドの電圧対電流特
性を示す曲線図である。第８図及び第９図は、それぞれ本発明による熱ヘッドを
、印刷用熱ヘッドに適用した場合の、その印刷用熱ヘッ
ドの他の例を示す路線的断面図である。１・・・・・・・・・・・・・・・基板２・・・・・・
・・・・・・・・・蓄熱用層３・・・・・・・・・・・
・・・・発熱用抵抗体層４．５・・・・・・・・・金属
電極６・・・・・・・・・・・・・・・保護用層７・・・・
・・・・・・・・・・・感熱紙１１・・・・・・・・・
・・・・・・不純物導入阻止層１３・・・・・・・・・
・・・・・・発熱用抵抗体層２１ａ　、２１ｂ・・・・
・・・・・層２２．２３・・・・・・・・・・・・・・
・領域出願人　　ティーディーケイ株式会社第１図第２図第３図第５図 −全前回（（０辺〕第７図＝　を月二Ｖ百ζルトノ第９図

Claims

【特許請求の範囲】基板上に、蓄熱用層を介して、発熱用抵抗体層としての
半導体層が形成され、該半導体層上に、一対の金属電極
がオーミックに附されている構成を有する熱ヘッドにお
いて、上記発熱用抵抗体層としての半導体層が、導電性を与え
る不純物を含んでいる多結晶シリコンでなり、上記一対の金属電極のそれぞれが、上記多結晶シリコン
でなる半導体層側のアルミニウムでなる１００Å〜２０
００Åとう薄い厚さを有する第１の層と、上記第１の層
上のタングステンまたはモリブデンでなる第２の層との
２層構成でなり、上記多結晶シリコンでなる半導体層の上記第１の層下の
領域と、上記第２の層の上記第１の層上の領域とに、上
記第１の層側から、それを構成しているアルミニウムが
拡散していることを特徴とする熱ヘッド。